Aktivitetsberoende transspinal stimulering vid SCI

Personer med ryggmärgsskada (SCI) har motorisk dysfunktion som resulterar i betydande sociala, personliga och ekonomiska kostnader. Robotisk gångträning används ofta i syfte att förbättra gångförmågan hos dessa individer. Utredare rapporterade nyligen att robotisk gångträning omorganiserar spinala neuronala kretsar, förbättrar motorisk aktivitet och bidrar väsentligt till återhämtning av gångförmåga hos personer med motorisk ofullständig SCI. Emellertid var patologisk muskeltonus och onormala muskelaktiveringsmönster under assisterad stegning fortfarande uppenbara efter flera sessioner med robotgående gångträning. Enbart rörelseträning kan alltså vara otillräckligt för att stärka svaga neuronala synapser som förbinder hjärnan med ryggmärgen eller för att helt optimera spinala neurala kretsar. Å andra sidan ökar ryggmärgsstimulering spiring och plasticitet hos axoner och dendriter hos spinaliserade djur. Dessutom kan transkutan ryggmärgsstimulering (här kallad transspinal stimulering) hos personer med SCI framkalla rytmisk benmuskelaktivitet när gravitationen elimineras. Det finns fortfarande en grundläggande kunskapslucka om induktion av funktionell neuroplasticitet och återhämtning av benmotorisk funktion efter upprepad thoracolumbar transspinal stimulering under kroppsviktsstödd (BWS) assisterad stepping hos personer med SCI. Den centrala arbetshypotesen i denna studie är att transspinal stimulering som levereras under BWS-assisterad stegning ger en tonisk excitatorisk input som ökar ryggmärgens övergripande respons och förbättrar motoreffekten. Utredarna kommer att ta itu med tre specifika syften: Etablera induktion av neuroplasticitet och förbättringar av bensens sensorimotoriska funktion hos personer med motorisk ofullständig SCI när transspinal stimulering levereras under BWS-assisterad stegning vid låga frekvenser (0,3 Hz; Specifikt mål 1) och vid höga frekvenser ( 30 Hz, specifikt mål 2), och när BWS-assisterad stegträning administreras utan transspinal stimulering (specifikt mål 3). I alla grupper kommer resultaten efter 20 sessioner att mätas med hjälp av state-of-the-art neurofysiologiska metoder. Kortikospinalkretsens excitabilitet kommer att mätas via transkraniell magnetisk stimuleringsmotor framkallade potentialer hos sittande försökspersoner (Mål 1A, 2A, 3A). Soleus H-reflex och tibialis anterior flexor reflex excitabilitetsmönster kommer att mätas under assisterad stegning (Mål 1B, 2B, 3B). Sensorimotorisk funktion kommer att utvärderas via standardiserade kliniska tester av gång och styrka (Mål 1C, 2C, 3C). Dessutom kommer polyelektromyografisk analys av koordinerad muskelaktivering att mätas i detalj. Det antas att transspinal stimulering vid 30 Hz under assisterad stegning förbättrar benmotoriken och minskar ankelspasticiteten mer jämfört med 0,3 Hz. Det antas vidare att transspinal stimulering vid 30 Hz normaliserar den onormala fasberoende soleus H-reflexen och flexorreflexmoduleringen som vanligtvis observeras under stepping hos personer med motorisk ofullständig SCI. För att testa projekthypoteserna kommer 45 personer med motorisk ofullständig SCI att slumpmässigt tilldelas 20 sessioner av transspinal stimulering vid 0,3 eller 30 Hz under BWS-assisterad stegning eller 20 sessioner av BWS-assisterad stegning utan transspinal stimulering (15 försökspersoner per grupp) . Resultaten från detta forskningsprojekt kommer att avsevärt avancera området för ryggmärgsforskning och förändra vårdstandarden eftersom det finns stor potential för utveckling av nya och effektiva rehabiliteringsstrategier för att förbättra benmotorik efter motorisk ofullständig SCI hos människor.